CN219014304U - 一种微波助燃柴油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微波助燃柴油装置，包括：炉体、空气喷嘴层、雾化喷嘴层、柴油燃烧区、助燃剂摄入口、换热区、除尘区和出气口，空气喷嘴层、雾化喷嘴层、柴油燃烧区、换热区及除尘区自下向上依次设置于炉体的内部，柴油燃烧区分别外接脱硫脱硝剂摄入口及助燃剂摄入口，出气口设置于炉体的顶部，柴油燃烧区的外部侧壁上设置有微波源。也就是说，本实用新型柴油在雾化喷嘴层和空气喷嘴层的作用下进入柴油燃烧区内时，在助燃剂和微波作用下点火并进行柴油燃烧，柴油燃烧后生成的待排放产物会进行脱硫脱硝、换热及除尘处理，从而将产生的干净气体从出气口排出，大大提高了柴油的燃烧效率，处理后的气体达标，结构简单、安全可靠。

Description

一种微波助燃柴油装置

技术领域

本实用新型属于锅炉燃烧技术领域，涉及但不限于一种微波助燃柴油装置。

背景技术

柴油是轻质石油产品、复杂烃类混合物，由于柴油可用于车辆、船舶的柴油发动机，并且相较于汽油，柴油能量密度高，燃油消耗率低。正是因为柴油具有的这些绿色特点，近年来得到迅猛发展，也会用于运输业、海运业及其它容易造成环境污染的领域。

现有燃用生物柴油锅炉，包括炉体，炉体两端分别安装前盖和后盖，前盖上带有进火口，炉体上带有出火口，炉体内安装有油路管道，油路管道包括内油管和外油管，内油管的最大直径小于外油管的最小直径，内油管和外油管分别与炉体两端的耐火层固连，内油管和外油管两端均伸出炉体并分别与进油接头和出油接头相通。

然而，由于现有燃用生物柴油锅炉只有在内油管形成第一道火焰通路及内、外油管之间的间隙形成第二道火焰通路时才能燃用生物柴油，且不涉及废气处理，从而导致柴油燃烧效率并不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术在处理固废的过程中存在的不足，提供一种微波助燃柴油装置，以解决现有燃用生物柴油锅炉只有在内油管形成第一道火焰通路及内、外油管之间的间隙形成第二道火焰通路时才能燃用生物柴油，且不涉及废气处理而导致的柴油燃烧效率并不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种微波助燃柴油装置，所述装置包括：炉体、空气喷嘴层、雾化喷嘴层、柴油燃烧区、助燃剂摄入口、换热区、除尘区和出气口；

其中，所述空气喷嘴层、所述雾化喷嘴层、所述柴油燃烧区、所述换热区及所述除尘区自下向上依次设置于所述炉体的内部，所述柴油燃烧区分别外接脱硫脱硝剂摄入口及所述助燃剂摄入口，所述出气口设置于所述炉体的顶部，所述柴油燃烧区的外部侧壁上设置有微波源。

可选的，所述装置还包括金属网，所述金属网设置于所述雾化喷嘴层和所述柴油燃烧区之间。

可选的，所述装置还包括取渣单元，所述取渣单元设置于所述炉体的底部。

可选的，所述脱硫脱硝剂摄入口包括脱硝剂摄入口和脱硫剂摄入口，所述脱硝剂摄入口设置于所述柴油燃烧区的顶端位置处，所述脱硫剂摄入口设置于所述柴油燃烧区的非顶端位置处。

可选的，所述脱硝剂摄入口用于向所述柴油燃烧区内注入脱硝剂。

可选的，所述脱硫剂摄入口用于向所述柴油燃烧区内注入脱硫剂。

可选的，所述雾化喷嘴层包括多个雾化喷嘴，且所述多个雾化喷嘴的方向分别与所述微波源的微波方向垂直。

可选的，所述助燃剂摄入口用于向所述柴油燃烧区内注入助燃剂。

可选的，所述微波源的数量为多个，且多个所述微波源阵列设置在所述炉体的外部侧壁上。

可选的，所述装置还包括静电除尘单元和振锤，所述静电除尘单元和所述振锤分别设置于所述除尘区的内部。

本实用新型的有益效果是：一种微波助燃柴油装置，包括：炉体、空气喷嘴层、雾化喷嘴层、柴油燃烧区、助燃剂摄入口、换热区、除尘区和出气口；其中，所述空气喷嘴层、所述雾化喷嘴层、所述柴油燃烧区、所述换热区及所述除尘区自下向上依次设置于所述炉体的内部，所述柴油燃烧区分别外接脱硫脱硝剂摄入口及所述助燃剂摄入口，所述出气口设置于所述炉体的顶部，所述柴油燃烧区的外部侧壁上设置有微波源。也就是说，本实用新型柴油在雾化喷嘴层和空气喷嘴层的作用下进入柴油燃烧区内时，助燃剂经由助燃剂摄入口进入柴油燃烧区且微波源产生的微波也进入柴油燃烧区，助燃剂在被油雾和空气吹动后飞舞时也会在微波的作用下进行点火，从而进行柴油燃烧，柴油燃烧后生成的待排放产物会在脱硫脱硝剂的作用下进行脱硫脱硝，并进一步经由换热区进行换热及降低风速后再经由除尘区进行除尘处理，从而将产生的干净气体从出气口排出，实现了结合微波助燃、换热、除尘及脱硫脱硝的方式燃烧柴油的目的，大大提高了柴油的燃烧效率，解决了现有燃用生物柴油锅炉只有在内油管形成第一道火焰通路及内、外油管之间的间隙形成第二道火焰通路时才能燃用生物柴油，且不涉及废气处理而导致的柴油燃烧效率并不高的问题，处理速度快，处理后的气体达标，具有结构简单、安全可靠、易操作、成本低、可连续运行的优点，在环保领域具有广泛应用，从而也大大提高了微波助燃柴油装置的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的微波助燃柴油装置示意图。

图标：1-炉体、2-空气喷嘴层、3-雾化喷嘴层、4-柴油燃烧区、5-助燃剂摄入口、6-换热区、7-除尘区、8-出气口、9-金属网、10-取渣单元、41-微波源、42-脱硝剂摄入口、43-脱硫剂摄入口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

这里，对本实用新型中的相关名词进行解释：

微波，是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到微波加热的目的。

静电除尘：静电除尘是气体除尘方法的一种。含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。

图1为本实用新型一实施例提供的微波助燃柴油装置示意图。下面结合图1，对本实用新型实施例所提供的微波助燃柴油装置进行详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的微波助燃柴油装置示意图，如图1所示，该微波助燃柴油装置，包括：炉体1、空气喷嘴层2、雾化喷嘴层3、柴油燃烧区4、助燃剂摄入口5、换热区6、除尘区7和出气口8。

其中，空气喷嘴层2、雾化喷嘴层3、柴油燃烧区4、换热区6及除尘区7可以自下向上依次设置于炉体1的内部，柴油燃烧区4可以分别外接脱硫脱硝剂摄入口及助燃剂摄入口5，出气口8可以设置于炉体1的顶部，柴油燃烧区4的外部侧壁上可以设置有微波源41。

可选的，尾气管道与柴油燃烧区4连接且尾气管道在柴油燃烧区4之上，尾气管道可以竖直放置，且尾气管道可以为换热区6，换热区6可以为大肚状且换热区6中可以设置有换热器，换热器可以采用由底部进凉水、顶部出热水的方式进行换热。示例性的，之所以将换热区6设置为直径放大的大肚状，其目的是为了放置换热器进行换热，并且直径放大也能够降低风速，使得残余脱硝剂掉落下去继续作为脱硝剂。

需要说明的是，柴油燃烧区4内的雾状柴油被燃烧后生成待排放产物，待排放产物在经过脱硫脱硝处理后不仅得到带杂质气体，而且此时温度还是很高，因此带杂质气体可以先经由换热区6进行换热处理、后进入除尘区7进行除尘处理，以此实现将带杂质气体处理为温度适中且符合排放标准的干净气体的目的。其中，带杂质气体中可以包括残余脱硝剂颗粒、颗粒物、灰尘等。

可选的，炉体1可以为金属材质。并且，本实用新型提供的装置可以用于将柴油充分燃烧且将柴油燃烧后生成的待排放产物处理至达标后经由出气口8排出；其中，待排放产物可以为高温烟气，高温烟气中可以包括有机废气分子和有机物杂质，有机废气分子可以包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)等，有机物杂质可以包括颗粒物、焦油、烟尘等。

可选的，空气喷嘴层2可以包括多个空气喷嘴，每个空气喷嘴的附壁效应和微定向效应扩都可以将压缩气流的压力增加到25倍或以上，并且多个空气喷嘴外围喷出的压缩空气可以沿着每个空气喷嘴的外壁被夹带到气流中，由于这种气流容量高、喷射速度快，因此可以最大程度的减少空气的消耗。示例性的，空气喷嘴层2可以设置在炉体1的内部最底层。并且，空气喷嘴层2的空气喷入方向及雾化喷嘴层3的雾化方向相同且其方向都是从炉体1的底部向炉体1的顶部喷。

本实用新型实施例中，雾化喷嘴层3可以包括多个雾化喷嘴，且多个雾化喷嘴的方向可以分别与微波源41的微波方向垂直。

可选的，多个雾化喷嘴可以以网状结构形成雾化喷嘴层3，以此实现将柴油快速且高效喷成雾状及增加接触面积的目的。

需要说明的是，雾化喷嘴的作用是使液体燃料雾化，形成直径很小的液雾，以增加液体燃料与周围介质的接触面积，达到快速蒸发、掺混和燃烧的目的。

本实用新型实施例中，脱硫脱硝剂摄入口可以包括脱硝剂摄入口42和脱硫剂摄入口43，脱硝剂摄入口42可以设置于柴油燃烧区4的顶端位置处，脱硫剂摄入口43可以设置于柴油燃烧区4的非顶端位置处。

可选的，如图1所示，脱硝剂摄入口42在柴油燃烧区4的顶端位置处时，脱硫剂摄入口43可以在脱硝剂摄入口42所在位置下面，助燃剂摄入口5可以在脱硫剂摄入口43所在位置下面。

本实用新型实施例中，脱硝剂摄入口42可以用于向柴油燃烧区4内注入脱硝剂，脱硝剂可以包括尿素颗粒。

本实用新型实施例中，脱硫剂摄入口43可以用于向柴油燃烧区4内注入脱硫剂，脱硫剂可以包括氧化钙、氢氧化钙、氧化镁和/或氢氧化镁。

本实用新型实施例中，助燃剂摄入口5可以用于向柴油燃烧区4内注入助燃剂，助燃剂可以包括吸收微波颗粒，也即助燃剂为微波助燃剂。

可选的，助燃剂可以为直径10μm～50μm或者50μm～几㎜的吸收微波颗粒，吸收微波颗粒可以包括碳化硅颗粒、石墨颗粒、氧化铜、氧化镁颗粒等。示例性的，助燃剂可以包括SiC颗粒、Fe2O3颗粒、CuO颗粒、NiO颗粒、MnO颗粒、CaO等。

本实用新型实施例中，微波源41的数量可以为多个，且多个微波源41可以阵列设置在炉体1的外部侧壁上。

需要说明的是，柴油在空气喷嘴层2和雾化喷嘴层3的作用下以雾状形式在柴油燃烧区4内飞舞时，微波源41释放的微波被助燃剂摄入口5摄入的助燃剂吸收，当柴油燃烧区4内的温度高达1000℃时，雾状柴油被点火且开始燃烧，雾状柴油充分后生成待排放产物。其中，微波本身在高温下形成热的等离子体汽化雾状柴油，促使助燃剂将雾状柴油燃烧充分，微波也可作为脱硝剂与碳氢化合物或者氮氧化物进行反应。

可选的，所述装置还可以包括金属网9，金属网9可以设置于雾化喷嘴层3和柴油燃烧区4之间。示例性的，金属网9之上可以为柴油燃烧区4。

本实用新型实施例中，所述装置还可以包括取渣单元10，取渣单元10可以设置于炉体1的底部。

可选的，取渣单元10可以为取渣盒且可以设置于炉体1的底部侧壁上，可以用于当取渣单元10中的不可燃物质积累到一定程度时进行清楚操作，不可燃物质可以包括硫酸钙，比如残余脱硫剂成了亚硫酸钙时存在于取渣单元10中。示例性的，助燃剂摄入口5可以单独设置在柴油燃烧区4的侧壁上，也可以设置在取渣单元10的位置所在处，当取渣单元10的位置所在处为助燃剂摄入口时，可以在可燃物质被取出时可以向柴油燃烧区4内注入助燃剂。

本实用新型实施例中，所述装置还可以包括静电除尘单元和振锤，静电除尘单元和振锤可以分别设置于除尘区7的内部。

可选的，除尘区7的内部可以包括静电除尘单元和振锤，振锤可以设置在静电除尘单元中的阳极上，静电除尘单元可以用于对带杂质气体进行静电除尘处理，以将带杂质气体中的杂质吸附到阳极上，阳极上吸附的杂质可以通过周期性地自动振灰或者人为振灰的方式掉落至柴油燃烧区4的内部。

可选的，所述装置还可以包括固定支架，固定支架可以用于固定炉体1。

需要说明的是，所述装置还可以包括控制器和传感器，传感器可以用于检测炉体1内的温度、出气口8处当前气体中一氧化碳的浓度、当前气体中碳氢化合物的浓度、当前气体中硫氧化物的浓度和/或当前气体中氮氧化物的浓度，控制器可以根据传感器检测到的浓度和/或温度控制喷柴油量、控制喷空气量、控制微波功率、控制脱硫剂量和/或控制脱硝剂量。示例性的，当控制器确定炉体1内的温度过高时，可以控制喷油量、喷空气量；当当控制器确定CO、HC超标时，可以控制提高空气摄入量和微波功率；当控制器确定SOx超标时，可以控制增加微波功率与脱硫剂量；当控制器确定NOx超标时，可以控制增加微波功率与脱硝剂量。并且，所述装置开机时，控制器先控制打开柴油燃烧区4的外部侧壁上的微波源41，然后控制开启空气喷嘴层2进行空气喷入，再对助燃剂摄入口5注入的助燃剂进行加热，然后控制雾化喷嘴层3进行喷油以此实现点火。

本实用新型实施例中，柴油在雾化喷嘴层3的作用下以雾状形式进入柴油燃烧区4内时，经由助燃剂摄入口5进入柴油燃烧区4内的助燃剂可在空气喷嘴层2的作用下进行飞舞，使得助燃剂与雾状柴油更加充分接触且在微波源41的助燃作用下燃烧柴油，生成待排放产物，待排放产物经过脱硝剂摄入口42注入的脱硝剂及脱硫剂摄入口43注入的脱硫剂进行脱硫脱硝处理后，生成带杂质气体，带杂质气体在进一步经由换热区6和除尘区7进行换热处理和除尘处理后，产生符合排放且不产生二次污染的干净气体。其中，干净气体可以包括一氧化氮、二氧化碳、水蒸气等其它符合排放标准的气体。

本实用新型实施例中公开的，一种微波助燃柴油装置，包括：炉体、空气喷嘴层、雾化喷嘴层、柴油燃烧区、助燃剂摄入口、换热区、除尘区和出气口；其中，所述空气喷嘴层、所述雾化喷嘴层、所述柴油燃烧区、所述换热区及所述除尘区自下向上依次设置于所述炉体的内部，所述柴油燃烧区分别外接所述脱硫脱硝剂摄入口及所述助燃剂摄入口，所述出气口设置于所述炉体的顶部，所述柴油燃烧区的外部侧壁上设置有微波源。也就是说，本实用新型柴油在雾化喷嘴层和空气喷嘴层的作用下进入柴油燃烧区内时，助燃剂经由助燃剂摄入口进入柴油燃烧区且微波源产生的微波也进入柴油燃烧区，助燃剂在被油雾和空气吹动后飞舞时也会在微波的作用下进行点火，从而进行柴油燃烧，柴油燃烧后生成的待排放产物会在脱硫脱硝剂的作用下进行脱硫脱硝，并进一步经由换热区进行换热及降低风速后再经由除尘区进行除尘处理，从而将产生的干净气体从出气口排出，实现了结合微波助燃、换热、除尘及脱硫脱硝的方式燃烧柴油的目的，大大提高了柴油的燃烧效率，解决了现有燃用生物柴油锅炉只有在内油管形成第一道火焰通路及内、外油管之间的间隙形成第二道火焰通路时才能燃用生物柴油，且不涉及废气处理而导致的柴油燃烧效率并不高的问题，处理速度快，处理后的气体达标，具有结构简单、安全可靠、易操作、成本低、可连续运行的优点，在环保领域具有广泛应用，从而也大大提高了微波助燃柴油装置的使用寿命。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微波助燃柴油装置，其特征在于，所述装置包括：炉体(1)、空气喷嘴层(2)、雾化喷嘴层(3)、柴油燃烧区(4)、助燃剂摄入口(5)、换热区(6)、除尘区(7)和出气口(8)；

其中，所述空气喷嘴层(2)、所述雾化喷嘴层(3)、所述柴油燃烧区(4)、所述换热区(6)及所述除尘区(7)自下向上依次设置于所述炉体(1)的内部，所述柴油燃烧区(4)分别外接脱硫脱硝剂摄入口及所述助燃剂摄入口(5)，所述出气口(8)设置于所述炉体(1)的顶部，所述柴油燃烧区(4)的外部侧壁上设置有微波源(41)。

2.根据权利要求1所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述装置还包括金属网(9)，所述金属网(9)设置于所述雾化喷嘴层(3)和所述柴油燃烧区(4)之间。

3.根据权利要求1所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述装置还包括取渣单元(10)，所述取渣单元(10)设置于所述炉体(1)的底部。

4.根据权利要求1所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述脱硫脱硝剂摄入口包括脱硝剂摄入口(42)和脱硫剂摄入口(43)，所述脱硝剂摄入口(42)设置于所述柴油燃烧区(4)的顶端位置处，所述脱硫剂摄入口(43)设置于所述柴油燃烧区(4)的非顶端位置处。

5.根据权利要求4所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述脱硝剂摄入口(42)用于向所述柴油燃烧区(4)内注入脱硝剂。

6.根据权利要求4所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述脱硫剂摄入口(43)用于向所述柴油燃烧区(4)内注入脱硫剂。

7.根据权利要求1所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述雾化喷嘴层(3)包括多个雾化喷嘴，且所述多个雾化喷嘴的方向分别与所述微波源(41)的微波方向垂直。

8.根据权利要求1所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述助燃剂摄入口(5)用于向所述柴油燃烧区(4)内注入助燃剂。

9.根据权利要求1所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述微波源(41)的数量为多个，且多个所述微波源(41)阵列设置在所述炉体(1)的外部侧壁上。

10.根据权利要求1所述的微波助燃柴油装置，其特征在于，所述装置还包括静电除尘单元和振锤，所述静电除尘单元和所述振锤分别设置于所述除尘区(7)的内部。

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